应用研究
虚拟机床在五轴加工中的应用
徐安林李萍
(无锡职业技术学院江苏无锡214121)
与
摘要：本文首先介绍了虚拟机床的工作原理与应用优势，在五轴加工过程分析的基础上，提出了在五辑加工过程中建立虚拟机床，并在涡轮增压器的加工中进行了应用测试，取得了较好的加工效累。
关键调：虚拟机床五轴加工三维仿真
中图分类号：TG659 1、引言
文献标识码：A
文章编号：1007-9416(2012)12-0036-02
虚拟机床可以有效地连接CAM编程和车间加工，接受不同
随着科学技术的迅速发展，国民经济各部门所需求的多品种多功能、高精度、高品质、高度自动化的技术装备的开发和制造，促进了先进制造技术的发展。目前代表机床制造业最高境界的是五轴联动数控机床系统，它是解决叶轮、叶片、船用螺靛浆、重型发电机转子、汽轮机转子、大型柴油机曲轴等加工的唯一手段，对航空航天、军事、科研、精密器械等行业都起着举足轻重的作用。
但是五轴联动数控机床系统价格十分昂贵，加之在数控程序编制上存在着很大困难，因而如何使得五轴加工得以“平民"化应用，已经成为机床制造业的一个热点问题，本文从能拟机床技术开发，探讨其在五轴加工的应用，实现仿真加工，优化数控程序，从而提升
加工质量，提高加工效率，降低加工成本。 2、虚拟机床应用的优势
数控加工最终的好坏取决于以下5个因数中的短板：数控机床，控制器、刀具、数控编程和CAM软件。虚拟机床的应用正好可以解决以上短板间题，采用虚拟机床存在以下优点：
2.1真实性
传统CAM软件驱动的标准模拟仿真是一种不完整的近似运动模拟，不能避免实际加工过程中的过切与撞刀。虚拟机床技术采用内置CNC控制器驱动的加工模拟仿真是真实可靠的，可以把加工中的各种风险(撞刀、过切等)降为零。
2.2先进性
虚拟机床不仅可以仿真传统的车床，铣床、加工中心，而且可以仿真车铣复合和多轴联动机床。目前，西门子公司的虚拟机床对于不同CNC控制系统的特殊加工指令及FMS柔性制造系统可以进行仿真。
2.3互操作性
虚拟机床不仅提供三维数字机床，面且包含虚拟控制面板，提供和车间环境一样的虚拟实训环境。应用虚拟机床，可以实现学生的大量仿真与真实机床没有区别，这对于目前企业紧缺的中高端数控人才，是一个很好的培训解决方案，使复杂机床的编程及加工操作培训费用降低50%，从且可以大大地降低培训成本。
2.4开放性
图1右手坐标系定义的五轴运动
CAM软件编制的NC程序或手工编程，方便与不同的软件环境对接。虽拟机床也可以按照不同的CNC控制系统和机床型号进行定制，以方便与机床硬件环境对接。
2.5异地共享
目前对于五轴联动数控机床这样的高端机床，由于数量少和技术要求高，导致普追使用率偏低。拟机床技术可以打破真实机床
共享使用的地域限制，平衡投资，而且未来升级方使。 3、复杂零件五轴加工过程与解决方案
五轴加工环节包括，模具准备、刀具编制、仿真验证、后置输出、机床加工。五轴加工的过程是纯计算机模拟的。
3.1加工模型准备
NX把CAD.CAE和CAM全部集合在一个系统中。通过最新的 CAD技术，数控编程人员能够快速地完成模型准备。即使原始数据来源于第三方CAD系统也是一样的。(1)模型创建和编辑：运用强大的建模和编辑技术(CAD)创建用于CAM编程的零部件模型，(2)模型质量与验证：分析和验证几何条件一—检验表面缺陷、壁厚、半径等。(3)零件制造信息：检查可能影响加工方法的更多模型信息（公差表面租度)这些信息可驱动CAM。(4)文档与绘图：基于3D模型快速创建用于加工的任何文档。
在此过程中的关键技术包括四点，第一是混合建模、同步建模技术，进行无约束设计，第二是采用轻量表示和NXWAVE技术将零件，产品的制作复杂度降低，第三是在设计过程中使用行业专门自动化技术加快设计进度，第四是设计开放，能够处理其他CAD数据。
3.2五轴加工编程
五轴加工采用广泛的加工策略，提供灵活的刀具轴控制选项，轻易处理复杂的工作需求，实现高度灵活的编程。利用最新的加工
Base(aee) 程题
o6,0 由颗型
x(, 0, e) 血模型
BA (1007.575 608.9877. 753.95) 2(,8,0)
-ty Fabre (u,a, 0)- stock (n, a, 0) 型
2(0,0,0)
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C(1257.535, 1058.9087,18) 模型
Spindle (3, -238, m) 净模型
Tool (, 8, 20)
图2五轴联动运动结构图
作者简介：徐安林(1977一)，男，江苏高邮人，无锡职业技术学院机械技术学院讲师，主要研究方向为数控加工技术、数控设备
修与改造等。